6.5 Защиты электродвигателей

6.5.1 Повреждения и анормальные режимы электродвигателей.

Пуск и самозапуск двигателей.

В асинхронных электродвигателях могут иметь место следующие повреждения: междуфазные КЗ; замыкания статорной обмотки на землю;

витковые замыкания.

Анормальными режимами электродвигателей являются перегрузки, вызываемые технологией производства, повреждением приводимого механизма, обрывом фазы двигателя, длительным пуском или самозапуском двигателя при пониженном напряжении в сети. Специфичным для синхронных электродвигателей является асинхронный режим, который может возникнуть при значительном снижении напряжения в сети, а также при потере возбуждения.

Наибольшее распространение на электрических станциях и подстанциях получили асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, обладающие сравнительно высокой надежностью работы в различных режимах и при различных, порой весьма тяжелых, условиях окружающей среды.

6.5.2 Защита асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кв

Основной защитой электродвигателей от междуфазных КЗ является максимальная токовая защита без выдержки времени (токовая отсечка). На двигателях мощностью 2 МВт и более токовая отсечка может оказаться недостаточно чувствительной. В таком случае применяют дифференциальную защиту; ее ток срабатывания выбирают равным Iс,з = (1,5  2) Iд.ном, где Iд.ном – номинальный ток двигателя. Применение такой защиты возможно, так. как мощные электродвигатели имеют шесть выводов статорной обмотки. На двигателях мощностью 5 МВт и более установка дифференциальной защиты обязательна.

М аксимальная токовая защита может выполняться на переменном оперативном токе с дешунтированием катушки отключения (Рис. 6.23,a) или на постоянном оперативном токе (Рис. 6.23, б, в). Защита обычно выполняется по однорелейной схеме с включением токового реле на разность токов двух фаз. При недостаточной чувствительности защита выполняется по двухрелейной схеме с двумя токовыми реле. В схеме, показанной на Рис. 6.23, а, используется индукционное реле с переходными контактами типа РТ-80. При срабатывании реле происходит перекидка его контактов без разрыва цепи трансформаторов тока, электромагнит отключения выключателя дешунтируется и выключатель отключается. Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального значения пускового тока, т. е

I_с,з=k_отпI_пуск.

В схеме, показанной на Рис. 6.23, б, используется промежуточное реле с временем действия 0,04  0,06 с, что позволяет отстраивать защиту только от периодической составляющей пускового тока:

I_с,з=k_отпI_п,пуск.

На двигателях мощностью до 2 МВт при токах замыкания на землю Iз > 10А и на двигателях мощностью 2 МВт и более при токах замыкания Iз > 5 А устанавливают защиту от замыканий одной фазы на землю. Схема такой защиты приведена на Рис. 6.24. Защита действует без выдержки времени. Ток срабатывания защиты определяется так же, как ток срабатывания аналогичной защиты генератора.

Рис. 6.24. Схема защиты двигателя от замыканий одной фазы на землю:

а–принципиальная; б–развернутая

На электродвигателях, подверженных технологическим перегрузкам, а также на двигателях, самозапуск которых нормально не обеспечивается, устанавливают защиту от перегрузки.

Защита от перегрузки должна действовать на отключение, если самозапуск двигателя не обеспечивается или если нельзя снять технологическую перегрузку с приводимого механизма. Если же технологическую перегрузку можно снять вручную или автоматически, защита соответственно выполняется с действием на сигнал или на разгрузку механизма.

В отдельных случаях защита выполняется с двумя выдержками времени: с меньшей она действует на разгрузку механизма, с большей — на отключение двигателя.

Л учшую защитную характеристику может иметь защита с термореле. Однако из-за сложности эксплуатации и трудности подбора характеристик существующих типов термореле (а условиях изменяющейся температуры окружающей среды) защита от перегрузки двигателей напряжением выше 1 кВ осуществляется с использованием токовых реле.

Варианты схемы защиты с зависимой и независимой выдержками времени приведены соответственно на Рис. 6.25, а, б, в, г. В схеме, показанной на Рис. 6.25, а, используется индукционное реле тока типа РТ-84 с двумя независимыми парами контактов. Электромагнитный элемент реле (отсечка) используется в качестве защиты от междуфазных КЗ; контакты этого элемента действуют на отключение выключателя. Индукционный элемент реле используется в качестве защиты от перегрузки; его контакты действуют на сигнал, на разгрузку механизма или на отключение двигателя.